Wie entfalten Proteine ihre Wirkung?
Viele Proteine, die als Medikamente eingesetzt werden, heften sich per Schlüssel-Schloss-Prinzip an einen Rezeptor der Zelle. Denn Proteine können im Allgemeinen die Zellwand nicht durchqueren, um ins Innere der Zelle zu gelangen, dafür sind sie zu gross. Deshalb müssen sie ihre Wirkung auf die Zelle von aussen über die Rezeptoren entfalten. Rezeptoren sind ebenfalls Proteine, welche an der Aussenhülle von Zellen angebracht sind und wie Antennen wirken: Sie empfangen Signale von aussen und können eine Antwort im Inneren der Zelle auslösen. Das Schlüssel-Schloss-Prinzip bedeutet, dass ein Protein sehr spezifisch nur einen bestimmten Rezeptor binden kann. Dieses Prinzip wirkt derart spezifisch, dass eine falsche Aminosäure das Protein als Wirkstoff inaktiv machen kann.
Warum können Proteine nicht einfach im Reagenzglas nachgebaut werden?
Am einfachsten wäre es doch, man könnte Proteine im Reagenzglas nachbauen, so wie man zum Beispiel DNA-Stücke nachbauen kann. Das ist bis heute aber nicht möglich. Das Problem liegt in der Struktur der Proteine: Proteine können nur effizient arbeiten, wenn sie die richtige dreidimensionale Struktur einnehmen - ein Prozess, der als Faltung bezeichnet wird. Im lebenden Organismus sorgen verschiedene Enyzme dafür, dass dieser Prozess über mehrere Schritte korrekt abläuft. Die Proteinfaltung ist derart komplex, dass es Forscher bis heute nicht geschafft haben, die Natur nachzuahmen und die Faltung im Reagenzglas zu wiederholen. Deshalb müssen Forscher noch immer auf Labortiere, Mikroorganismen oder spezielle tierische oder pflanzliche Zellen zurückgreifen.
